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第5章直流斩波电路
基本斩波电路
复合斩波电路和多相多重斩波电路
本章小结
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第3章直流斩波电路·引言
直流斩波电路(DC Chopper)
将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。
也称为直流--直流变换器(DC/DC Converter)。
一般指直接将直流电变为另一直流电,不包括直流—交流—直流。
电路种类
6种基本斩波电路:降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路。
复合斩波电路——不同结构基本斩波电路组合。
多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合。
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基本斩波电路
降压斩波电路
升压斩波电路
升降压斩波电路和Cuk斩波电路
Sepic斩波电路和Zeta斩波电路
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降压斩波电路
电路结构
全控型器件
若为晶闸管,须有辅助关断电路。
续流二极管
负载出现的反电动势
典型用途之一是拖动直流电动机,也可带蓄电池负载。
降压斩波电路(Buck Chopper)
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降压斩波电路
工作原理
c) 电流断续时的波形
E
V
+
-
M
R
L
VD
i
o
E
M
u
o
i
G
t
t
t
O
O
O
b)电流连续时的波形
T
E
i
G
t
on
t
off
i
o
i
1
i
2
I
10
I
20
t
1
u
o
O
O
O
t
t
t
T
E
E
i
G
i
G
t
on
t
off
i
o
t
x
i
1
i
2
I
20
t
1
t
2
u
o
E
M
a) 电路图
图5-1 降压斩波电路得原理图及波形
t=0时刻驱动V导通,电源E向负载供电,负载电压uo=E,负载电流io按指数曲线上升。
t=t1时控制V关断,二极管VD续流,负载电压uo近似为零,负载电流呈指数曲线下降。
通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。
动画演示。
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降压斩波电路
数量关系
电流连续
负载电压平均值:
(5-1)
(5-2)
ton——V通的时间 toff——V断的时间 a--导通占空比
电流断续,Uo被抬高,一般不希望出现。
负载电流平均值:
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降压斩波电路
斩波电路三种控制方式
T不变,变ton —脉冲宽度调制(PWM)。
ton不变,变T —频率调制。
ton和T都可调,改变占空比—混合型。
此种方式应用最多
电力电子电路的实质上是分时段线性电路的思想。
基于“分段线性”的思想,对降压斩波电路进行解析。
分V处于通态和处于断态
初始条件分电流连续和断续
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降压斩波电路
同样可以从能量传递关系出发进行的推导
由于L为无穷大,故负载电流维持为Io不变
电源只在V处于通态时提供能量,为
在整个周期T中,负载消耗的能量为
输出功率等于输入功率,可将降压斩波器看作直流降压变压器。
一周期中,忽略损耗,则电源提供的能量与负载消耗的能量相等。
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降压斩波电路
负载电流断续的情况:
I10=0,且t=tx时,i2=0
式(3-7)
式(3-6)
(3-16)
tx<toff
电流断续的条件:
(3-17)
(3-19)
负载电流平均值为:
输出电压平均值为:
(3-18)
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升压斩波电路
升压斩波电路(Boost Chopper)
保持输出电压
储存电能
电路结构
1) 升压斩波电路的基本原理
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